EVROPSKI UNIVERZITET BRČKO DISTRIKT
PEDAGOŠKI FAKULTET
STUDIJSKI PROGRAM: MATEMATIKA I FIZIKA
SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA FIZIČKA
ELEKTRONIKA
STUDENT: Ostojić, Dajana PROFESOR: dr Smailhožić, Hrustem
BR. INDEKSA: 017/17- MIF
Brčko, decembar 2017. god.
4
POLUPROVODNICI
Poluprovodnici su supstance čija se provodljivost mijenja i kreće od velike, kada su slični
provodnicima, do vrlo male, približne provodljivosti izolatora. Provodljivost ovih materijala
zavisi od spoljašnjih uticaja, kao što su
temperatura, zračenje, pritisak i prisustvo raznih
primjesa
.
Da bi shvatili suštinsku razliku između pojedinih materijala (provodnika, izolatora i
poluprovodnika), pozvaćemo se na osnovne pojmove iz atomske fizike. Kao što je poznato, atom
se sastoji od pozitivno naelektrisanog jezgra i negativno naelektrisanih elektrona, koji kruže po
energetskim nivoima oko jezgra.
Slika br. 1 a) Model atoma; b) Energetski nivoi atoma
Elektroni na energetskim nivoima imaju tačno određene energije. Da bi elektron prešao iz jednog
u
drugi energetski nivo neophodno mu je saopštiti energiju, koja je jednaka razlici energija
elektrona na tim
energetskim nivoima
(energetski procjepi). Energetski nivoi se obilježavaju
slovima: K, L, M, N, O, P i Q, i u svakom od
njih je tačno definisan maksimalni mogući broj elektrona. Idući od jezgra ka posljednjem
energetskom nivou,
elektroni su sve slabije vezani, tako da je elektronima iz zadnjeg energetskog
nivoa potrebno najmanje energije
za napuštanje atoma. Ovi elektroni, koji najlakše mogu
napustiti atom, nazivaju se valentni
elektroni.
Posmatrajmo sada šta se dešava ako se više atoma približi jedan drugom. Elektroni koji
su imali iste energetske nivoe u različitim atomima, zbog efekata koji se objašnjavaju u kvantnoj
mehanici, ne mogu zadržati iste vrijednosti energija, već se svaki energetski nivo cijepa na po
5
više,
veoma bliskih, energetskih podnivoa, formirajući tzv. energetske zone. Unutar zone,
elektroni imaju tačno definisane diskretne vrijednosti energije. Ukupna energetska razlika jedne
zone je manja od termičke energije koju elektron ima na sobnoj temperaturi, te se, stoga, elektron
lako kreće unutar zone. Razlika energija pojedinih energetskih zona naziva se
energetski
procjep
, veličina koja karakteriše poluprovodnike.
Slika br. 2 Ilustracija energetskih procjepa
Veličinom energetskog procjepa definisani su različiti materijali. Naime, kod izolatora,
energetski procjep je toliki da je valentnom elektronu, koji se nalazi u tzv. valentnoj zoni,
potrebno
saopštiti veliku energiju da bi prešao iz valentne zone u zonu slobodnog kretanja -
provodnu zonu.
Stoga, izolatori imaju veoma mali broj slobodnih nosilaca naelektrisanja
(elektrona), a time i nisku
električnu provodnost. Za razliku od izolatora, kod provodnika se
valentna i provodna zona
preklapaju, pa postoji veliki broj slobodnih nosilaca naelektrisanja, koji
bi, pod dejstvom
električnog polja, mogli obrazovati usmjereno kretanje (struju). Poluprovodnici
se odlikuju
procjepom čija je vrijednost, pri normalnoj temperaturi, negdje između one kod
provodnika i izolatora.
